Дифференциальная защита линий

Содержание

Содержание......................................................................................................................................................................................... 3

8. Дифференциальная защита линий............................................................................................................................ 5

8.1. Назначение и виды дифференциальных защит.......................................................................................................... 5

8.2. Продольная дифференциальная защита........................................................................................................................ 5

8.2.1. Принцип действия защиты............................................................................................................................................... 5

8.2.2. Токи небаланса в дифференциальной защите.............................................................................................................. 7

8.2.3. Принципы выполнения продольной дифференциальной защиты........................................................................... 8

8.2.4. Комплект продольной дифференциальной защиты типа ДЗЛ............................................................................ 10

8.2.5. Оценка продольной дифференциальной защиты...................................................................................................... 11

8.3. Поперечная дифференциальная защита параллельных линий......................................................................... 12

8.3.1. Общие сведенья................................................................................................................................................................... 12

8.3.2. Токовая поперечная дифференциальная защита...................................................................................................... 12

8.3.2.1. Принцип действия защиты.............................................................................................................................................. 12

8.3.2.2. Мертвая зона защиты...................................................................................................................................................... 13

8.3.2.3. Схема токовой поперечной дифференциальной защиты.............................................................................................. 15

8.3.2.4. Оценка токовой поперечной дифференциальной защиты............................................................................................ 16

8.3.3. Направленная поперечная дифференциальная защита.......................................................................................... 16

8.3.3.1. Принцип действия........................................................................................................................................................... 16

8.3.3.2. Автоматическая блокировка защиты............................................................................................................................ 18

8.3.3.3. Зона каскадного действия............................................................................................................................................... 18

8.3.3.4. Мертвая зона по напряжению........................................................................................................................................ 18

8.3.3.5. Схема направленной поперечной дифференциальной защиты.................................................................................... 19

8.3.3.6. Выбор уставок направленной поперечной дифференциальной защиты...................................................................... 21

8.3.3.6.1. Ток срабатывания.................................................................................................................................................... 21

8.3.3.6.2. Ток небаланса.......................................................................................................................................................... 21

8.3.3.6.3. Чувствительность защиты...................................................................................................................................... 22

8.3.3.7. Оценка направленных поперечных дифференциальных защит................................................................................... 23

8.3.4. Направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности................................. 24

9. Защита трансформаторов и автотрансформаторов.............................................................................. 25

9.1. Виды повреждений трансформаторов и типы используемых защит............................................................ 25

9.1.1. Повреждения трансформаторов и защиты от них................................................................................................ 25

9.1.2. Ненормальные режимы трансформаторов и защита от них.............................................................................. 25

9.2. Дифференциальная защита трансформаторов......................................................................................................... 26

9.2.1. Назначение и принцип действия дифференциальной защиты.............................................................................. 26

9.2.2. Особенности дифференциальной защиты трансформаторов............................................................................ 27

9.2.3. Меры по выравниванию вторичных токов................................................................................................................. 28

9.2.3.1. Компенсация сдвига токов I₁ и I₂ по фазе..................................................................................................................... 28

9.2.3.2. Выравнивание величин токов I₁ и I₂.............................................................................................................................. 29

9.2.4. Токи небаланса в дифференциальной защите........................................................................................................... 32

9.2.4.1. Общие сведенья............................................................................................................................................................... 32

9.2.4.2. Причины повышенного тока небаланса в дифференциальной защите трансформаторов и автотрансформаторов 33

9.2.4.3. Расчет тока небаланса...................................................................................................................................................... 33

9.2.4.4. Меры для предупреждения действия защиты от токов небаланса.............................................................................. 34

9.2.4.5. Токи намагничивания силовых трансформаторов и автотрансформаторов при включении их под напряжение... 34

9.2.5. Схемы дифференциальных защит................................................................................................................................. 35

9.2.5.1. Дифференциальная токовая отсечка.............................................................................................................................. 35

9.2.5.2. Дифференциальная защита с токовыми реле, включенными через БНТ................................................................... 37

9.2.5.2.1. Общие сведенья...................................................................................................................................................... 37

9.2.5.2.2. Варианты схем включения обмоток реле РНТ..................................................................................................... 39

9.2.5.2.3. Расчет уставок дифференциальной защиты на реле РНТ-565............................................................................. 39

9.2.5.3. Дифференциальная защита с реле имеющим торможение........................................................................................... 41

9.2.5.3.1. Общие сведенья...................................................................................................................................................... 41

9.2.5.3.2. Характеристика реле с торможением.................................................................................................................... 41

9.2.6. Оценка дифференциальных защит трансформаторов.......................................................................................... 42

9.3. Токовая отсечка трансформаторов............................................................................................................................... 42

9.4. Газовая защита....................................................................................................................................................................... 43

9.4.1. Принцип действия и устройство газового реле....................................................................................................... 43

9.4.2. Оценка газовой защиты................................................................................................................................................... 44

9.5. Защита от сверхтоков.......................................................................................................................................................... 45

9.5.1. Назначение защиты от сверхтоков............................................................................................................................. 45

9.5.2. Максимальная токовая защита трансформаторов............................................................................................... 45

9.5.2.1. Защита 2-х обмоточных понизительных трансформаторов......................................................................................... 45

9.5.2.2. Защита трансформаторов с расщепленной обмоткой нижнего напряжения, или работающих на две секции шин. 46

9.5.2.3. Защита трехобмоточных трансформаторов.................................................................................................................. 48

9.5.2.3.1. Защита трехобмоточных трансформаторов при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения 48

9.5.2.3.2. Защита трехобмоточных трансформаторов, имеющих 2-х и 3-х стороннее питание........................................ 49

9.5.3. Токовая защита с пуском по напряжению................................................................................................................. 50

9.6. Защита трансформаторов от перегрузки..................................................................................................................... 51

9.6.1. Подстанция с персоналом............................................................................................................................................... 51

9.6.2. Подстанция без персонала.............................................................................................................................................. 51

9.6.3. Защита от перегрузки трехобмоточных трансформаторов.............................................................................. 51

9.6.4. Защита от перегрузки автотрансформаторов....................................................................................................... 51

Список рекомендуемой литературы........................................................................................................................ 52

Дифференциальная защита линий

Назначение и виды дифференциальных защит

На линиях отходящих от шин электростанций или узловых подстанций, часто по условиям устойчивости требуется обеспечить отключение КЗ в пределах всей защищаемой линии без выдержки времени. Это требование нельзя выполнить с помощью мгновенных токовых отсечек, защищающих только часть линии. Кроме того, отсечки неприменимы по условию селективности, на коротких ЛЭП, где токи КЗ в начале и в конце линии примерно одинаковы. В этих случаях используются дифференциальные защиты (ДЗ), обеспечивающие мгновенное отключение КЗ в любой точке защищаемого участка и не действующие при КЗ за пределами зоны действия.

Дифференциальные защиты подразделяются на:

продольные – для защит как одинарных, так и параллельных линий;

поперечные – для защиты только параллельных линий.

Продольная дифференциальная защита

Принцип действия защиты

Принцип действия продольных дифференциальных защит основан на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

При КЗ вне защищаемой линии токи в начале и конце линии направлены в одну сторону и равны по величине (см. рис. 8.2.1. а)). При КЗ в пределах защищаемой линии, токи направлены в разные стороны и не равны по величине (как правило) (см. рис. 8.2.1. б)).

Рис. 8.2.1.

Принцип сравнения токов показан на рис. 8.2.2.: по концам линии установлены трансформаторы тока с одинаковым коэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются кабелем и подключаются к дифференциальному реле.

Рис. 8.2.2.

Различают две схемы построения дифференциальной защиты:

1. с циркулирующими токами;

2. с уравновешенными напряжениями.

На рис. 8.2.2. показана схема с циркулирующими токами. Для этой схемы ток протекающий по реле определяется:

(8.1.)

n_Т1=n_Т2=n_Т

При отсутствии погрешностей I₁=I₂ и I_P=0 реле не работает. Не происходит срабатывания и при качаниях в системе.

По принципу действия дифференциальная защита не реагирует на внешние КЗ, качания и токи нагрузки.

В действительности же трансформаторы тока работают с погрешностью: I₁–I₂=I_нб чтобы не произошло ложного срабатывания защиты: I_С.З.> I_{нб.макс}.

Работа схемы с циркулирующими токами при КЗ на защищаемой линии с односторонним и двусторонним питанием, показаны на рис. 8.2.3. а) и б). Ток протекающий через реле:

(8.2.)

где: I_КЗ - полный ток КЗ.

Рис. 8.2.3.

Дифференциальная защита реагирует на полный ток I_КЗ в месте повреждения, поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большей чувствительностью, чем токовые защиты.

Схема с уравновешенными напряжениями.

Работа дифференциальной защиты на основе схемы с уравновешенными напряжениями представлена на рис. 8.2.4.

Рис. 8.2.4.

В России а, ранее, в (СССР) применялись схемы дифференциальных защит с циркулирующими токами.

Общие сведенья

Поперечная дифференциальная защита применяется на параллельных линиях, имеющих одинаковое сопротивление. Основана на сравнении величин и фаз токов, протекающих по обеим линиям.

Распределение токов в нормальном режиме и при внешних КЗ показано на рис. 8.3.1. I_I=I_II, I^*_I=I^*_II. При КЗ на одной из линий(см. рис. 8.3.2.): на питающем конце – токи I_I и I_II совпадают по фазе, но различаются по величине; на приемном конце (на котором отсутствует источник питания, или его мощность меньше, чем на питающем конце) I^*_I и I^*_II противоположны по фазе, хотя могут и совпадать по величине.

По этим признакам можно судить о КЗ на одной из линий.

Различают две разновидности поперечных дифференциальных защит: токовую и направленную.

Токовая применяется на параллельных линиях, включенных под один общий выключатель.

Направленная применяется на параллельных линиях с самостоятельными выключателями.

Рис. 8.3.1. Рис. 8.3.2.

Принцип действия защиты

Токовая поперечная дифференциальная защита предназначена для параллельных линий с общим выключателем. При одностороннем питании защита устанавливается со стороны источника питания, при 2х-стороннем, с обоих сторон.

Принципиальная схема защиты для одной фазы представлена на рис. 8.3.3. Коэффициенты трансформации трансформаторов тока n_T₁=n_T₂=n_T. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются разноименными зажимами по схеме с циркуляцией токов в соединительных проводах и параллельно к ним включается обмотка токового реле.

В нормальном режиме и при внешнем КЗ (рис. 8.3.3. а)): , I_I=I_II, поэтому при отсутствии погрешностей у трансформаторов тока I_P=0. Защита не реагирует на внешние КЗ, нагрузку и качания. Её выполняют без выдержек времени и не отстраивают от токов нагрузки.

С учетом погрешностей трансформаторов тока, в нормальном режиме через реле протекает ток небаланса, его можно условно разделить на две составляющие:

I_нб=I¢ _нб+ I¢ ¢ _нб (8.7.)

где: I¢ _нб – вызвана погрешностью трансформаторов тока;

– вызвана различием первичных токов из-за неточности равенства сопротивления линий.

Ток срабатывания защиты должен быть больше тока небаланса:

I_C_._P_. > I_нб (8.8.)

Рис. 8.3.3.

При КЗ на одной из параллельных линий (рис. 8.3.3. б)) ток протекающий по поврежденной линии больше тока протекающего по неповрежденной: I_I > I_II если при этом I_P > I_C_._P_. – защита отключает линии.

Мертвая зона защиты

При удалении точки КЗ К от места установки защиты соотношение токов I_I и I_II по поврежденной и здоровой линиям изменяется (см. рис. 8.3.4.).

Соотношение токов можно вычислить как:

(8.9.)

При повреждениях на некотором участке m вблизи подстанции B ток I_P оказывается меньше тока срабатывания I_С.З. и защита перестаёт работать. Участок линий при КЗ в пределах которого ток в защите недостаточен для её срабатывания, называется мертвой зоной защиты. Защита, реагирующая на разность токов параллельных линий не может охватывать своей зоной действия защищаемые линии полностью.

Наличие мертвой зоны – существенный недостаток поперечной дифференциальной защиты. Для отключения КЗ в мертвой зоне требуется дополнительная защита.

Рис. 8.3.4.

Длина мертвой зоны

Из формулы (8.9.), при КЗ на границе мертвой зоны следует:

(8.10.)

где: I_К – ток при КЗ на шинах противоположной подстанции. (Для упрощения расчетов в курсовой работе.)

Защита признаётся эффективной, если длина мертвой зоны не превышает 10% от длины линии.

При отключении одной из параллельных линий, поперечная дифференциальная защита превращается в мгновенную максимальную защиту оставшейся в работе линии и действует неэффективно. Поэтому при отключении одной линии поперечная дифференциальная защита должна выводиться из действия.

Принцип действия

Принципиальная схема направленной поперечной дифференциальной защиты представлена на рис. 8.3.6.

Рис. 8.3.6.

Данная защита применяется на параллельных линиях с самостоятельными выключателями. К защите таких линий предъявляется требование – отключать только поврежденную линию. Схема по сути представляет собой токовую поперечную дифференциальную защиту, дополненную реле направления мощности двустороннего действия или двумя реле направления мощности одностороннего действия.

Контактная система реле направления мощности двустороннего действия представлена на рис. 8.3.7.

Токовое реле КА используется в качестве пускового органа, реле направления мощности KW служит для выявления поврежденной линии.

Для двустороннего отключения поврежденной линии, защита устанавливается с обеих сторон параллельных линий.

Рассмотрим работу схемы.

Внешние КЗ (нагрузка и качания)

I_I и I_II равны по величине и совпадают по фазе. I_P = I_I - I_II » 0 = I_нб I_С.З. должен быть больше тока небаланса I_нб.

Рис. 8.3.7.

КЗ на параллельных линиях

Векторные диаграммы U_P и I_P на реле направления мощности при КЗ на линиях w1 и w2 на питающем конце показаны на рис. 8.3.8., на приемном конце – на рис. 8.3.9.

Рис. 8.3.8. Рис. 8.3.9.

В зависимости от того где КЗ на w1 или w2 реле будет замыкать либо контакт 1 либо 2. При наличии источников питания на приемной стороне характер распределения первичных токов не изменится, поведение защиты будет аналогичным.

Зона каскадного действия

Каждый комплект направленной поперечной дифференциальной защиты имеет зону m у шин противоположной подстанции, при КЗ в пределах которой ток I_P < I_С.З.

При КЗ в точке К, защита А не работает (см. рис. 8.3.11.), однако защита B работает и отключает выключатель Q3. В результате весь ток КЗ I_K отправиться к месту повреждения по линии w1 от шин подстанции А. I_I = I_K, I_II = 0. I_P = I_I – I_II = I_K > I_С.З. Защита А отключает Q1.

Такое, поочередное действие защит называется каскадным, а зона m – зоной каскадного действия. Её длина определяется как длина мертвой зоны для токовой поперечной дифференциальной защиты..

При каскадном действии защиты полное время отключения КЗ удваивается, что является недостатком защиты. Для уменьшения длины зоны каскадного действия необходимо уменьшать ток срабатывания защиты I_С.З..

Рис. 8.3.11.

Мертвая зона по напряжению

При КЗ вблизи шин своей подстанции напряжение на зажимах реле U_P очень мало. Реле мощности KW не срабатывает.

Ток срабатывания

Ток срабатывания пусковых реле НПДЗ выбирается, исходя из четырех условий:

1. Пусковые реле не должны действовать от тока небаланса, возникающего при внешних КЗ:

I_С.З. ³ k_Н I_{нб.макс} (8.11.)

где: I_{нб.макс} – максимальный ток небаланса, при КЗ на шинах противоположной подстанции.

2. Пусковые реле должны быть отстроены от суммарного тока нагрузки I_н.макс параллельных линий для предотвращения ложного действия защиты при отключении одной из линий с противоположной стороны в нормальном режиме (см. рис. 8.3.13.):

I_С.З. ³ k_Н I_н.макс (8.12.)

3. Пусковые реле должны отстраиваться от токов в неповрежденных фазах при 2-х фазных и однофазных КЗ:

I_С.З. ³ k_Н I_неп.ф = k_Н(I_Н + k I_K) (8.13.)

Рис. 8.3.13.

4. Пусковые реле должны надежно возвращаться при максимальной нагрузке параллельных линий:

(8.14.)

где: I_н.макс - суммарный максимальный ток нагрузки параллельных линий.

Ток срабатывания выбранный по условию 8.14., как правило, удовлетворяет и всем остальным требованиям.

Ток небаланса

(8.15.)

где: - составляющая тока небаланса, вызванная погрешностью трансформаторов тока;

- составляющая тока небаланса, вызванная неравенством сопротивлений параллельных линий.

Для снижения тока небаланса, трансформаторы тока должны быть правильно выбраны, проверены по кривым предельной кратности.

Расчетная кратность может быть найдена по формуле:

(8.16.)

где: I_к.макс – ток КЗ в максимальном режиме на шинах противоположной подстанции, текущий по каждой параллельной линии;

k_а – коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока КЗ, k_а =2.

Согласно руководящим указаниям по релейной защите:

(8.17.)

где: I_к.макс - максимальный ток при трехфазном КЗ на шинах противоположной подстанции, проходящий по одной из параллельных линий при работе обеих;

0, 1 - задаваемая погрешность трансформаторов тока (10%);

k_а - коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока КЗ, k_а =1, 5; 2.

(8.18.)

где: - разница в процентах между сопротивлениями прямой последовательности двух линий.

Обычно принимается Z_w₁ = Z_w₂ и = 0.

Чувствительность защиты

Длина зоны каскадного действия

Вычисляется как длина мертвой зоны токовой поперечной дифференциальной защиты (см. вывод формулы 8.10.):

от длины линии. (8.19.)

Собственно чувствительность пусковых реле

По ПУЭ проверяется для двух случаев:

1. При КЗ на границе зоны каскадного действия после отключения поврежденной линии с противоположной стороны (см. рис. 8.3.14.):

(8.20.)

Рис. 8.3.14.

2. В случае установки поперечных дифференциальных защит с обеих сторон линии определяется при повреждении в точке равной чувствительности обеих защит (см. рис. 8.3.15.):

Рис. 8.3.15.

(8.21.)

Длина мертвой зоны по напряжению

Рассчитывается как рассматривалось ранее в пункте 7.6.3.

Общие сведенья

При внешних КЗ и нагрузке обеспечить полный баланс вторичных токов, поступающих в реле не удается:

I_нб = I₁ – I₂ (9.5.)

В общем случае ток небаланса можно разложить на ряд составляющих:

I_нб = I_нб.ТА + I_нб.рег+ I_нб.ком+ I_нб.нам (9.6.)

где: I_нб.ТА – ток небаланса из-за погрешностей трансформаторов тока;

I_нб.рег – погрешность при изменении коэффициента трансформации N силового трансформатора;

I_нб.ком – ток небаланса из-за неточности компенсации токов в плечах защиты;

I_нб.нам – составляющая, вызванная наличием тока намагничивания I_нам у силового трансформатора.

Составляющая I_нб.ТА имеет наибольшую величину и является основной:

I_нб.ТА = I_II_нам – I_I_нам (9.7.)

где: I_I_нам, I_II_нам - токи намагничивания трансформаторов тока.

I_нб.рег - Компенсация неравенства первичных токов, осуществляемая с помощью компенсирующего трансформатора или вспомогательного автотрансформатора, обеспечивается при определенном значении коэффициента трансформации силового трансформатора N. Этот коэффициент может изменяться, особенно значительно у силовых трансформаторов оснащенных РПН. Обычно параметры компенсирующих устройств подбираются для среднего значения N. При отклонении от него на ±DN появляется ток небаланса:

(9.8.)

где: I_скв - сквозной ток, протекающий через трансформатор.

I_нб.ком - Появляется в тех случаях, когда регулирующие возможности компенсирующих устройств не позволяют подобрать расчетные значения w_y или n_a, необходимые для полной компенсации.

I_нб.нам - Ток намагничивания I_нам силового трансформатора нарушает расчетное соотношение между первичным и вторичным токами силового трансформатора:

I_нб.нам= I_нам (9.9.)

В нормальном режиме I_нам составляет 1–5% от I_ном. Ток намагничивания резко возрастает при увеличении напряжения на трансформаторе, при КЗ ток намагничивания резко уменьшается.

Расчет тока небаланса

Ток небаланса оценивается по приближенной формуле, исходя из предположения, что при максимальном токе короткого замыкания, погрешность трансформаторов тока не превышает 10%:

I_нб.ТА = k_одн 0, 1 I_к.макс (9.10.)

где: k_одн - коэффициент однотипности, учитывающий различие в погрешности трансформаторов тока, образующих дифференциальную схему; k_одн = 0, 5–1. При существенном различии условий работы и конструкций трансформаторов тока - k_одн = 1.

Значение полного тока небаланса:

(9.11.)

Общие сведенья

Схема дифференциальной защиты с реле тока РНТ-565 показана на рис. 9.2.10.

Рис. 9.2.10.

Применение БНТ позволяет выполнить простую и быстродействующую защиту, надежно отстроенную от токов небаланса и бросков намагничивания.

БНТ плохо трансформирует апериодические токи. В реле защиты попадает лишь переменная составляющая тока небаланса и броска намагничивающего тока силового трансформатора. (см. рис. 9.2.11. – осциллограммы токов в обмотках БНТ.) Временные зависимости наглядно показывают резкое снижение тока в реле и эффективность насыщающегося трансформатора.

За счет насыщения сердечника БНТ, обусловленного подмагничивающим действием апериодического тока, трансформация переменной составляющей также ухудшается, что ещё больше уменьшает ток в реле.

После затухания апериодической составляющей нормальные условия для трансформации периодического тока восстанавливаются.

Подмагничивающие действие апериодического тока, приводит к замедлению защиты при повреждении в её зоне. Трансформация уменьшается настолько, что ток в обмотке реле меньше тока срабатывания. Время замедления – 0, 03 –0, 01 секунды. Это является недостатком схемы дифференциальной защиты с БНТ.

Рис. 9.2.11.

Пояснения к рис.:

а) – при включении силового трансформатора под напряжение; б) – при сквозном КЗ. ( I_нам - ток намагничивания в первичной обмотке; I_P - ток намагничивания во вторичной обмотке; I_K - ток сквозного КЗ на плече дифференциальной защиты; I_нб - ток небаланса в первичной обмотке; - ток небаланса во вторичной обмотке БНТ).

Ток срабатывания защиты должен отстраиваться от переменной составляющей переходных токов намагничивания и небаланса:

(9.14.)

Реле РНТ-565 совмещает в себе устройство выравнивания вторичных токов защиты и БНТ. На рис. 9.2.10.: w_y₁, w_y₂ – уравнительные обмотки, позволяют выровнять магнитный поток при неравенстве токов I₁ и I₂ при сквозных КЗ. w_¶ - рабочая (дифференциальная) обмотка. В РНТ-565 используется токовое реле типа РТ-40.

Число витков уравнивающих обмоток регулируется отпайками и подбирается так, чтобы при внешних КЗ ток в обмотке реле КА был равен нулю. (См. формулу 9.4.)

Ток срабатывания защиты регулируется изменением числа витков обмотки w_¶.

На магнитопроводе реле РНТ имеется короткозамкнутая обмотка w_к. Она повышает степень отстройки реле от токов небаланса и бросков намагничивающих токов силового трансформатора особенно, когда эти токи имеют незначительную апериодическую составляющую, что понижает эффективность действия БНТ. Короткозамкнутая обмотка ограничивает периодический ток, возникающий во вторичной обмотке РНТ. Конструктивно размещение обмоток реле РНТ-565 показано на рис. 9.2.12.

Работа БНТ:

Ток I_¶, поступающий в обмотку w_¶ создает магнитодвижущую силу F_¶ = I_¶ w_¶, которая образует в среднем стержне магнитный поток Ф_¶, замыкающийся по крайним стержням магнитопровода.

В общем случае ток I_¶ состоит из переменной I_¶_.п. и апериодической I_¶_.а. составляющих. Соответственно этому образуются два магнитных потока Ф_¶_.п. и Ф_¶_.а..

Переменный поток Ф_¶_.п., замыкаясь по стержню 2, наводит в обмотке w₂, ЭДС Е₂. Апериодический поток Ф_¶_.а.. , медленно изменяющийся во времени, не создает ЭДС в w₂ и полностью затрачивается на намагничивание магнитопровода.

Переменная составляющая потока Ф_¶_.п., наводит в витках короткозамкнутой обмотки w_к ЭДС Е_к и ток I_к. Короткозамкнутая обмотка создает потоки Ф_к и Ф’_¶ направленные встречно потоку Ф_¶_.п. и заметно компенсируют его. В результате по магнитопроводу протекает остаточный поток Ф_п< Ф_¶_.п. (где Ф_¶_.п. – магнитный поток при отсутствии короткозамкнутой обмотки).

Таким образом короткозамкнутая обмотка уменьшает переменный магнитный поток, создаваемый периодическим током I_¶_.п., питающим обмотку w_¶.

Рис. 9.2.12.

Варианты схем включения обмоток реле РНТ

Варианты схем включения обмоток реле РНТ-565 показаны на рис. 9.2.13.:

а) У 2-х обмоточных трансформаторов для компенсации неравенства токов в плечах защиты достаточно использовать только одну уравнительную обмотку (включается в плечо с меньшим током.

б) Для повышения точности компенсации применяются схемы с включением двух уравнительных обмоток.

в) Схема с использованием только уравнительных обмоток.

г) Защита 3-х обмоточных трансформаторов. Уравнительные обмотки включаются в плечи с меньшими токами. Плечо с большим током подсоединяется непосредственно к дифференциальной обмотке реле.

Общие сведенья

Чувствительность дифференциальной защиты силовых трансформаторов может быть повышена применением дифференциального реле с торможением. (Принципиальная схема токовых цепей дифференциальной защиты с реле ДЗТ-11 для двухобмоточного трансформатора представлена на рис. 9.2.14.)

Рис. 9.2.14.

Ток срабатывания защиты под влиянием тока, протекающего в тормозной обмотке реле, возрастает, что повышает надежность отстройки защиты от появляющихся токов небаланса.

Газовая защита

Оценка газовой защиты

Достоинства:

1. Простота;

2. Высокая чувствительность;

3. Малое время действия при значительных повреждениях.

Газовая защита является наиболее чувствительной защитой трансформаторов от повреждений его обмоток и особенно витковых замыканий, на которые дифференциальная защита реагирует только при замыкании большого числа витков, а МТЗ и отсечка не реагируют совсем.

Недостатки:

1. Не действует при повреждениях на выводах трансформатора;

2. Должна выводиться из работы после доливки масла.

Применение

Обязательно устанавливается на трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше, а также на трансформаторах 1000-4000 кВА не имеющих дифференциальной защиты или отсечки и если МТЗ имеет выдержку времени более 1 секунды. При наличие быстродействующих защит, её применение допускается. На внутрицеховых трансформаторах мощностью 630 кВА и выше обязательна к применению, независимо от наличия других быстродействующих защит.

Защита от сверхтоков

Подстанция с персоналом

Защита действует на сигнал. Токовое реле включено на ток одной фазы.

(9.19.)

где: k_H – составляет – 1, 05

Время срабатывания защиты отстраивается от выдержек времени максимальных защит присоединений, чтобы избежать излишних сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках.

t_ПЕР = t_МТЗ + Dt (9.20.)

Подстанция без персонала

Защита от перегрузки выполняется трехступенчатой.

Первая ступень срабатывает при малых перегрузках. Действие защиты на сигнал, передаваемый с помощью телемеханики на дежурный пункт.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒